基于强度折减法的山区高速公路边坡稳定性分析-论文.pdf

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1、路基工程·90·SubgradeEngineering2014年第4期(总第175期)基于强度折减法的山区高速公路边坡稳定性分析靳静，于远亮(河北科技大学建筑工程学院，石家庄050018)摘要：基于有限元强度折减法，运用有限元分析软件Abaqus对邢汾高速公路邢台至冀晋界段的边坡，采用不同坡率、分级开挖的施工过程和施工结束后运营期的长期稳定性进行了仿真分析，验证边坡在施工过程中的稳定性和运营期的长期稳定性，并对边坡失稳判据进行了对比验证。结果表明：两种情况的边坡都是稳定的。关键词：山区高速公路；边坡稳定性；Abaqus；强度折减法；安全系数中图分类号：U416．14文献标志码

2、：A文章编号：1003—8825(2014)04—0090—040引言选取邢汾高速公路K52+603～+726项目中半边坡稳定性分析可为实际工程提供合理的边坡填半挖地段监测断面K52+690右侧，进行有限元分结构，并通过对边坡的危险破坏面的分析处理，以析计算。最大切坡高度39．5m，断面结构，见图1。减少灾害的产生，提高工程的总体经济效益。既有的稳定性分析方法包括极限平衡法、塑性极限分析法和数值计算分析法等，随着计算机软硬件技术的发展，数值分析方法得到了长足发展，广泛用于边坡稳定分析。边坡稳定性的数值分析主要包括：单元强度判别的分析方法、滑面应力分析方法和强度折减法。其中，强

3、度折减法较卜述极限平衡方法在理论体系上更为严密，在边坡稳定性分析中日益受到图1K52+690断面结构【单位：m)重视。在有限元分析中为了简化起见，未考虑第<1>本文以邢汾高速公路邢台至冀晋界段边坡工程层全风化岩。边坡尺寸形式如图1，路基左下角填为依托，采用不同的边坡坡率，分级开挖，运用有土高7m，填土宽度10In，路面宽度32In，右侧分限元强度折减法进行边坡开挖过程及开挖后的稳定台阶开挖，第1级台阶边坡坡率1：0．35，高度6in；性分析。结果表明：两种情况下的边坡都是稳定的。第2级台阶边坡坡率1：0．50，高度8m；第③级以上边坡坡率1：0．75，每8m一个台阶，每级台阶

4、设21分析断面的选取m宽碎落平台。邢汾高速公路邢台至冀晋界段，起于京港澳高计算模型切坡顶端以上取21m高边坡，底面地速公路邢台南互通南侧1．5km处，在沼水村北设省基取100in深，左端取100m，右端取50m，模型界隧道与山西段相接，终于冀晋省界，主线全长底面宽250m。建立几何图形，如图2。84．329km。收稿日期：2013—10—11基金项目：河北省科技支撑汁划项目(12215404)；河北省教育厅科技计划青年基金项目(QN20131155)作者简介：靳静(1978一)，女，河北保定人。讲师，硕士，主要从事岩土及道路_丁程的教学科研工作。E．mail：jinjingo

5、5@sina．corn。图2K52+690几何模型(单位：in)靳静，等：基于强度折减法的山区高速公路边坡稳定性分析·93·基设计规范》中对边坡稳定安全系数的规定k=用良好、功能强大，可以对工程设计、施工进行1．35～1．45的要求。推广开来，邢汾高速公路验证。各标段半填半挖边坡、深挖路堑边坡设计施工方案(3)基于强度折减法的边坡稳定有限元分析中，基本达到规范要求。通过对比分析，以形成连续塑性贯通区和特征部位对比分析连续塑性贯通区和特征部位位移值拐位移值拐点两种判据判定边坡失稳破坏时刻，均能点两种不同判据下边坡稳定性安全系数，见表3。得到比较正确的稳定性安全系数。可见两种判据

6、下得出的安全系数值相差不大，边坡的破坏过程是特征部位水平位移先出现拐点，然后参考文献：再形成连续的塑性贯通区。[1]贾致荣．包边填砂路基边坡稳定性分析[J]．铁道建筑，2008(5)：7O一73．表3不同判据下边坡稳定性安全系数k[2]宋二祥．土工结构安全系数的有限元计算[J]岩土工程学报，1997，l9(2)：1—7．[3]陈力华，张蕾．有限元极限分析法的进展及在隧道工程中的应用[J]．公路交通技术，2010(5)：84—88[4]王成龙．强度折减法边稳定分析失稳判据研究及龙潭港岸坡稳定性计4结语算[D]．南京：河海大学，2007：30—34．[5]张绪涛．ABAQUS强度

7、折减法在边坡稳定分析中的应用[J]．人民长基于有限元强度折减法对邢汾高速公路具有代江，2009(5)：62—64．表性的边坡进行了稳定性计算分析结果，得出如下[6]李春忠，陈国兴，樊有维．基于ABAQUS的强度折减有限元法边坡稳结论：定性分析[J]．防灾减灾工程学报，2006(5)：207—21t．(1)两边坡稳定性安全系数均达到相关规范要[7]喻波，黄政宇．基于ANSYB的ABAQUS强度折减边坡稳定性分析求，由此可认定邢汾高速公路半填半挖边坡、深挖[J]．公路工程，2008(2)：47—53[8]G